靜止氣象衛星數據反演地表溫度算法研究

《靜止氣象衛星數據反演地表溫度算法研究》是依託山西大學，由張霄羽擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：靜止氣象衛星數據反演地表溫度算法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張霄羽
• 依託單位：山西大學

項目摘要

地表溫度是表征地球表面能量和氣候變化的重要指標，也是研究區域和全球尺度陸地表面物理過程的關鍵參數之一。靜止氣象衛星高時間解析度的特點，在全天候地表溫度反演中具有獨特的優勢。本研究將在已有研究成果的基礎上，通過耦合SVAT+大氣輻射傳輸模型，生成模擬資料庫，以該資料庫為基礎，並基於分裂窗算法和地表溫度日周期變化形式，從理論上建立多時相多光譜數據反演全天候地表溫度算法，分析算法的不確定性；使用風雲2號亮溫數據、地面測量數據、MODIS地表溫度產品對算法的有效性進行驗證；最終獲取全天候全國陸地表面溫度產品。該研究將為全球變化動態監測和地表過程模擬提供可靠的地表溫度信息，更好地服務於相關研究領域。

結題摘要

地表溫度是表征地球表面能量和氣候變化的重要指標，也是研究區域和全球尺度陸地表面物理過程的關鍵參數之一。靜止氣象衛星高時間解析度的特點，在全天候地表溫度反演中具有獨特的優勢。本研究在已有研究成果的基礎上，從深層挖掘靜止氣象衛星多時相、多光譜遙感數據的角度出發，基於SVAT和大氣輻射傳輸模型、地面觀測驗證和衛星遙感數據套用，從理論上建立了靜止氣象衛星數據反演全天候地表溫度算法。首先，基於地表溫度日周期變化模型，結合分裂窗算法，提出了晴空條件下多時相靜止氣象衛星數據反演地表溫度算法，並與MODIS溫度產品進行了交叉驗證；其次，利用地表溫度變化對太陽短波輻射變化的回響，基於熱擴散方程及能量平衡方程，從理論上提出了有雲條件下靜止氣象衛星數據反演地表溫度算法，並利用長武實驗站和太原實驗站數據進行了地面驗證，生成了區域尺度地表溫度產品；再者，基於輻射傳輸模型，提出了風雲二號靜止氣象衛星數據反演短波淨輻射算法，為地表溫度遙感反演算法提供參數產品；與此同時，比較了三種熱紅外數據反演大氣垂直水汽的算法；最後，用風雲二號數據實現了全天候陸地表面溫度產品的獲取，為將來利用多時相多光譜遙感數據反演地表溫度研究提供一定的理論依據。項目執行期間，共發表科技論文7篇，其中，SCI論文五篇，獲得軟體著作權一項。本項目所取得的研究成果將為全球變化動態監測和地表過程模擬提供可靠的地表溫度信息，促進地表溫度遙感獲取的理論與實踐的發展，更好地服務於相關研究領域。